材料传导热能的能力叫热导率值越大越导热。
导热率
维基百科:热导率为在单位时间内,每单位截面积所流过的热量乘以单位距离温度变化量的负值。根据热力学第二定律,热量由高温物体向低温物体传递,所以在此处热通量密度 小于零,则可推知热导率大于零。
导热系数表:
物质 | 状态 | 导热率W/mK |
---|---|---|
石墨烯 | 固态 | (4840±440) ~ (5300±480) |
金刚石 | 固态 | 900 ~ 2320 |
银 | 固态 | 420 |
铜 | 固态 | 401 |
黄金 | 固态 | 318 |
铝 | 固态 | 237 |
铂 | 固态 | 70 |
铁 | 固态 | 80 |
钢 | 固态 | 60 |
铅 | 固态 | 35 |
汞 | 液态 | 8.34 |
冰 | 固态 | 2 |
陶瓷 | 固态 | 1.22 |
玻璃 | 固态 | 1.1 |
水 | 液态 | 0.6 |
聚乙烯 | 固态 | 0.3 |
尼龙 | 固态 | 0.2 |
石蜡油 | 液态 | 0.2 |
石棉 | 固态 | 0.2 |
聚苯乙烯 | 固态 | 0.033 |
软木塞 | 固态 | 0.50 |
采用在标准状况下的数据。对于气体,值是对应于cp。 |
关于导热材料
相同物质的导热系数与其的结构、密度、湿度、温度、压力等因素有关。同一物质的含水率低、温度较低时,导热系数较小。一般来说,固体的热导率比液体的大,而液体的又要比气体的大。这种差异很大程度上是由于这两种状态分子间距不同所导致。现在工程计算上用的系数值都是由专门试验测定出来的。通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定,凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/mK的材料称为保温材料),而把导热系数在0.05 W/mK以下的材料称为保温材料。
导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时,物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差,随导热系数增大而减小。比如:锅炉炉管在未结水垢时,由于钢的导热系数高,钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近,因此,管壁温差(内外壁温度平均值)不会很高。但当炉管内壁结水垢时,由于水垢的导热系数很小,水垢内外侧温差随水垢厚度增大而增大,从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大(一般为1~3毫米)后,会使炉管管壁温度超过允许值,造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲,则要求导热系数越低越好。
一般常把导热系数小于0.2W/mK的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等。固体固体是由自由电子和原子组成的,原子又被约束在规律排列的晶格中。相应的,热能的传输是由两种作用实现的:自由电子的迁移和晶格的振动波。当视为准粒子现象时,晶格振动子称为声子。纯金属中,电子对导热贡献最大,而在非导体中,声子的贡献起主要作用。在所有固体中,金属是的导热体。纯金属的导热系数一般随温度升高而降低。而金属的纯度对导热系数影响很大,如含碳为1%的普通碳钢的导热系数为45W/mK,不锈钢的导热系数仅为16W/mK。
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